摘要：酸雨是世界性的污染問題，它不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)導(dǎo)致生物生存環(huán)境的極度惡化。本文綜述了我國酸雨的污染狀況，分析了酸雨污染對(duì)園林植物生理生化、生長發(fā)育等方面的傷害機(jī)理以及對(duì)園林植物的間接影響，為園林植物抗酸雨污染的研究提供參考。

關(guān)鍵詞： 酸雨 園林植物 危害機(jī)理 生理影響

為了更好地開展酸雨對(duì)園林植物及其它植物危害機(jī)理的研究工作, 現(xiàn)將近年來國內(nèi)外一部分的研究進(jìn)展綜述如下：

1 酸雨對(duì)植物的危害機(jī)理

F.A 雷科得認(rèn)為酸雨中的硫酸鹽和硝酸鹽及其他各種水溶性鹽可通過植物的葉片吸收，這樣酸雨就會(huì)破壞葉片表皮組織(如角質(zhì)層) ,損傷植物細(xì)胞膜,影響細(xì)胞對(duì)物質(zhì)的選擇性吸收,抑制和干擾植物正常的代謝過程(如光合、呼吸作用和水分吸收) ,影響繁殖過程(如花粉的萌發(fā)和花粉管的形成,種子的形成和萌發(fā))【1】 。

1. 1 侵蝕破壞葉組織結(jié)構(gòu)與細(xì)胞結(jié)構(gòu)

酸雨首先破壞植物葉表面的蠟質(zhì)和角質(zhì)層,損害植物的表皮結(jié)構(gòu),干擾保原細(xì)胞的正常功能。

酸雨脅迫引起植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的轉(zhuǎn)變。

酸雨導(dǎo)致植物葉片膜透性的增加。

1.2 酸雨擾亂植物器官營養(yǎng)元素的正常代謝,影響生長。

Spidso (1993) [2 ]等在挪威10 個(gè)點(diǎn)對(duì)比了不同酸沉降水平的歐洲赤松針葉化學(xué)組成,總結(jié)出大部分來自酸化地區(qū)的針葉N、P 濃度高,次要化學(xué)物質(zhì)(樹脂、丹寧) 隨酸度增大迅速減少。

1.3 酸雨破壞葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

酸雨會(huì)損害葉綠素的組成,減少葉綠素的含量和光合葉面積,降低光合速率,使干物質(zhì)的生產(chǎn)和積累減少。

2 酸雨對(duì)植物形態(tài)及生理上的影響

2.1 　酸雨對(duì)植物個(gè)體水平上的影響

研究表明,當(dāng)酸雨酸度超過植物葉片耐受閾限時(shí),葉片常出現(xiàn)退綠、出現(xiàn)壞死斑、失水萎蔫、過早落葉或早衰等可見傷害癥狀,并隨著酸雨酸度增高和淋溶時(shí)間的延長受害越嚴(yán)重 。不同酸度酸雨、不同類型植物葉片對(duì)酸雨的敏感性不同。

2.2 　酸雨對(duì)植物細(xì)胞水平上的影響

酸雨使細(xì)胞液質(zhì)子含量上升, 通過置換作用造成膜上的Ca流失, 膜穩(wěn)定性下降, 透性增加(周青等, 1997,王建華等,1993)。 這是酸雨破壞植物膜系統(tǒng)的完整性, 造成物質(zhì)外滲和代謝紊亂的原因之一。另一原因是酸雨脅迫后植物體內(nèi)的超氧陰離子自由基矛和其它形式的活性氧含量增高, 誘化細(xì)胞脂質(zhì)過氧化, 致使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞, 代謝活動(dòng)紊亂, 甚至植株死亡, 如果是農(nóng)作物則會(huì)導(dǎo)致作物減產(chǎn)。

2.3 酸雨造成植物各種代謝活動(dòng)的紊亂

酸雨對(duì)植物光合、呼吸代謝、蒸騰作用、營養(yǎng)代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)代謝等的影響隨酸雨pH 值、植物種類及其發(fā)育階段等因素變化而變化。

2. 3. 1 酸雨對(duì)光合作用的影響

2.3.1.1 酸雨對(duì)光合速率的影響

周青等(1997)、陳美華等(1995)分別報(bào)道的模擬pH 2.5酸雨明顯降低蠟梅、芒果的光合速率。單運(yùn)峰等(1998)報(bào)道的模擬pH 2.0的酸雨使馬尾松和杉木單株的凈光合速率顯著降低, 而pH >3. 0的模擬酸雨對(duì)馬尾松和杉木單株凈光合速率沒有影響。

2.3.1.2 酸雨對(duì)葉綠素含量的影響

研究發(fā)現(xiàn),酸雨脅迫下光合作用的下降進(jìn)程先于葉綠素含量下降。許多試驗(yàn)表明, 酸雨中的H+濃度達(dá)到一定值時(shí), 就阻礙了葉綠素的合成, 葉綠素含量的減少和葉綠素a與葉綠素b的比率的變化直接影響了植物的光合作用。

2. 3. 2 　影響呼吸作用

呼吸作用是植物代謝的中心。由于膜透性增加,使細(xì)胞內(nèi)含物外滲,細(xì)胞釋放CCH 的速度加快,會(huì)大大提高植物呼吸速率。酸雨除影響光合作用外,還促進(jìn)植物呼吸作用和蒸騰作用,減少有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)積累,破壞細(xì)胞生長分裂的物質(zhì)基礎(chǔ),最終因?qū)е轮参镳囸I而死亡。酸雨脅迫使呼吸作用釋放能量加快,耗能的增多可能是酸雨抑制生長的重要原因之一。

2.3.3 　降低營養(yǎng)代謝

酸雨降低植物礦質(zhì)營養(yǎng)代謝的原因有兩個(gè)方面:一方面,酸雨中的H+ 與葉片角質(zhì)層中陽離子交換,葉片運(yùn)輸液中外滲量增加,另一方面, 酸雨進(jìn)入土壤引起土壤內(nèi)部一系列的化學(xué)變化,包括粘土礦物表面吸附的陽離子與酸雨氫離子交換,元素淋溶,粘土礦物風(fēng)化,土壤酸化,結(jié)果加速土壤根植層可給性鹽基離子Ca2 +、Mg2+、K +、Na +的淋溶,長期的離子淋溶勢必導(dǎo)致土壤的養(yǎng)分缺乏(周國逸等,1996 ;岑慧賢等,2001),而土壤酸化和離子的淋溶又必然對(duì)土壤中重金屬含量、形態(tài)、組成及生物有效性等產(chǎn)生負(fù)面影響。

2. 3. 4 　酸雨影響細(xì)胞活性氧代謝系統(tǒng)的平衡

由于H+ 大量輸入細(xì)胞,液泡緩沖能力降低,細(xì)胞汁pH 值下降,進(jìn)而引起酶活性降低或鈍化。酸雨可破壞植物體內(nèi)活性氧代謝系統(tǒng)的平衡。有研究報(bào)道:酸雨使植物的丙二醛(MDA) 含量增加,膜保護(hù)酶超氧化物歧化酶( S0D) 、過氧化物酶(POD) 、過氧化氫酶(CAT) 活性下降,脂質(zhì)過氧化作用增強(qiáng),降低活性氧淬滅劑(抗壞血酸、維生素E、谷胱甘肽、脯氨酸) 含量。

2. 4 　酸雨對(duì)植物生長的影響

酸雨首先是傷害園林植物的葉片。酸雨還能降低園林植物種子的發(fā)芽率,降低作物的蛋白質(zhì)含量。pH < 2.0 的酸雨使種子發(fā)芽率顯著下降。強(qiáng)酸性降雨和土壤高濃度Al 的復(fù)合污染可能在短期內(nèi)對(duì)植物幼苗的生長產(chǎn)生毒害作用。pH 4.0 的酸雨對(duì)植物生長和發(fā)育有顯著的抑制作用。研究表明,模擬酸雨使龍眼樹葉、梢、芽的營養(yǎng)元素K,Mg ,P ,Fe ,Zn ,Mn 滲出,葉綠素含量降低,pH < 3.0的傷害是不可逆轉(zhuǎn)的。

3 　討論

我國的酸雨主要是人為排放酸雨前體物質(zhì)所致,要解決酸雨問題,在宏觀研究和管理上應(yīng)通過對(duì)酸性污染物的排放、遷移擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化、沉降對(duì)水及陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響等基礎(chǔ)研究,制定出控制污染源的排放、節(jié)能及生態(tài)系統(tǒng)對(duì)酸雨的防治和恢復(fù)對(duì)策;在生物學(xué)研究領(lǐng)域則需加強(qiáng)生物對(duì)酸雨的生理生化響應(yīng)和適應(yīng)機(jī)理研究。

酸雨對(duì)園林植物的危害巨大,其影響是多方面的,既有對(duì)植物的直接影響,又有通過改變土壤理化性質(zhì)等而對(duì)植物造成的間接影響,其作用機(jī)理極為復(fù)雜。環(huán)境污染雖然能使某些植物種類消失于污染地帶,但大多數(shù)植物都具有不同程度的抗性,在污染環(huán)境中仍然能生長繁衍。人們可以利用植物對(duì)酸雨的敏感性或抗性,作為酸雨綜合防治對(duì)策的依據(jù)之一,也可利用敏感植物監(jiān)測或指示酸雨的危害。

在減輕酸雨傷害陸地植被的抗逆減災(zāi)研究中,生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)與措施無疑是綠色、簡約、實(shí)用和長效的,值得深入研究和實(shí)踐。再者,探索技術(shù)簡單,反應(yīng)快捷、高效、低毒且多位點(diǎn)作用的化學(xué)調(diào)控手段,可作為生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)技術(shù)與措施的補(bǔ)充,為群落急性損傷的修復(fù)提供幫助,亦值得進(jìn)一步深入研究探討。

參考文獻(xiàn) ：

[1]許梅德 酸雨對(duì)陸生植物影響的探討 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù) 1995，14(4)185~186

[2]Spidso T K,Korsmo H. Comparing the chemic compositions of Pinus sylvest ris under different acid rain levers[J ]Oecologia ,1993 ,194 :325

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